第6章 数字信号的基带传输1

在多元码中，若M＝2n 则，每个符号用 一个n位码组表示。
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多元码的特点

比特率大于波特率。Rb＝RB×lbM


在波特率相同的情况下（传输带宽相同）， 多元码的比特率提高了lbM倍。 在比特率相同的情况下，传输带宽降低，频 带利用率提高。

多元码通常采用格雷码表示，相邻幅度 电平所对应的码组之间只相差1个比特， 这样就可以减小在接收时因错误判定电 平而引起的误比特率。
第6章 数字信号的基带传输



6.1 6.2 6.3 6.4 6.5
基带信号的概念 数字基带信号的码型 无码间串扰的传输波形 扰码和解扰 眼图
1
本章主要内容

数字信号的基带传输的码型设计 码间串扰
信 源 编 码 信 道 编 码 调 信 解 信 道 解 码 信 源 解 码 信
信
道
制 调
t
TS
(b)双极性不归零码 NRZ
特点：可以 直接提取位 t 定时信号 特点：无直 流，定时信 t 号丰富
t
(c)单极性归零码RZ (d)双极性归零码RZ
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上述四种码型的特点



丰富的低频乃至直流分量，不能用于有 交流耦合的传输信道。 单极性归零码在出现连续“0”时，不归 零码出现连“1”或连“0”时，没有定 时信息。 相邻码元相互独立，无检错能力。
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图6-5 2B1Q码的波形
信息码 0 10 11 01 00 t 1 1 ０ ０ ０ 1 1
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6.2.5 数字基带信号的功率谱

数字基带信号是随机的脉冲序列。随机 信号不能用确定的时间函数表示，也就 没有确定的频谱函数，只能用功率谱来 描述其频域特性。
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6.2.5 数字基带信号的功率谱
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多元码的应用

多元码在频带受限的高速数字传输系统中得到 了广泛的应用。
• 在综合业务数字网中（ISDN），数字用户环的基本 传输速率为144kb/s，若以电话线为传输媒介， CCITT建议的线路码型为四元码2B1Q。 • 2B1Q：2个二进制码元→1个四元码
• 多元码不仅用于基带传输，而且更广泛地用于 多进制数字调制传输中，以提高频带利用率。 比如，我们所熟悉的用于电话线上网的调制解 调器Modem就是采用多进制调制技术。
上述四种码型只适合机内或近距离传输
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5. 差分码（相对码）

差分码中，“1”和“0”分别用电平的跳变或不变 来表示。

传号差分码：记做NRZ（M）

电平跳变表示“1”，不变表示“0”
电平跳变表示“0”，不变表示“1”

空号差分码：记做NRZ（ S ）


特点：信息存在于电平的变化之中，可有效地ห้องสมุดไป่ตู้ 决PSK的“倒π 现象”。
图6-3 三种三元码波形
二进制信息
(a) AMI码
1 1 0 1 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 1 0 0 0 0 0 0 1
Ｂ＋ Ｂ－ 0 Ｂ＋ 0 0 0 Ｖ＋ 0 0 0 － 0 0 Ｂ＋ Ｂ－ 0 0 Ｖ－ 0 0 Ｂ＋ Ｂ
(b) HDB 码 3
Ｂ Ｂ－ 0 Ｂ＋ 0 Ｖ＋ Ｂ－ 0 Ｖ－ Ｂ＋ 0 Ｂ－ 0 0 Ｂ＋ 0 Ｖ＋ Ｂ－ 0 Ｖ－ Ｂ＋ Ｂ－ ＋
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6. 数字双相码

优点：



有丰富的位定时信息 不受信源统计特性影响 无直流分量 禁用码组“00”和“11”→可检错 带宽加倍
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缺点：

6. 数字双相码

双相码适用于数据终端设备在短距离上的传输， 在本地数据网中采用该码型作为传输码型，最 高信息速率可达10Mb/s。

这种码常被用于以太网中。

“1”——交替用“00”和“11”表示 “0”——固定用“01”表示
二进制码 1
CMI码 0 1 1 1 0 0 1 1
CMI编码举例
1 1 0 1 0 0 1 1 0 0 0 1 0 1 1 1 0 0
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8. 传号反转码（ CMI码）


特点：易于实现；无直流分量；定时信 息丰富；“10”为禁用码组，不会出现3 个以上的连码，这个规律可用来进行误 码检测。 应用： CMI码在高次群脉冲编码终端设 备中被广泛用作接口码型，在光纤传输 系统中也有时用作线路传输码型。
8
6.2.1 码型及码型变换

码型——数字信息的电脉冲存在形式 码型编码与码型译码


码型编码（码型变换）：数字信号的电脉冲表示过 程 码型译码：由码型还原为原数字信息的过程 码型编码 数字信息 电脉冲 码型译码

线路传输码型——在有线信道中传输的数字基带 信号。
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数字基带信号的码型设计原则
(a) NR Z(单极性)
A ０ ＋A ０ －A A ０ A ０ A ０ A ０
1 T
1
1
0
1
0
0
1
0
0
0
1
1
(b) NR Z(双极性) (c) RZ(单极性) (d) RZ(双极性) (e) NRZ(M) (f) NRZ(S)
τ
13
1
0
1
1
0
1
(a)单极性不归零码 NRZ
特点：产生 方便 特点： 1、0 等概时无直 流成分
0 1 1 0 0 0 0 1 0 1 1 0 0 0 0 0 0 0 0 1 1 V+ -1 +1 B- 0 0 V- +1 0 -1 +1 0 0 0 V+ B- 0 0 V- +1 -1
译码
0 1 1 0 0 0 0 1 0 1 1 0 0 0 0 0 0 0 0 1 1
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HDBn码的特点
(c) B6 ZS码
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2. n阶高密度双极性码( HDBn码)

HDBn码是AMI码的一种改进型。主要用于解 决AMI信息码中出现连“0”串时所带来的问题。
HDBn码的码型：



“1”：交替地用“+1”和“-1”半占空归零码表示 “0”：0电平但允许的连“0”码个数被限制为小于 或等于n。 n+1个连“0” 用n+1位取代节取代。
G(f) G(w) g(t)
A
2
2
t
63 42 2 1
0
2 1
42
63
w f
A g t 0
t 2 t 2
sin w 2 G f AA G w Sa( f ) w 2
HDBn码的取代节有两种：B00...0V和00...V，每种 取代节都是n+1位码。
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3阶高密度双极性码（ HDB3码）

HDB3码是HDBn码中应用最广泛一种。 HDB3中，n=3，将4个连“0”码用取代节 B00V或000V代替，其中B表示符合极性 交替变化规律的传号，V表示破坏极性交 替规律的传号，也称为破坏点。


常用的是B6ZS码，它的取代节为0VB0VB， 该码也有与HDB3码相似的特点。 B6ZS码的波形如图6-3（c）所示
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6.2.4 多元码（M元码）

多元码：当数字信息有M种符号时，称 为M元码，相应地要用M种电平表示它们。 因为M＞2，所以M元码也称多元码。

通常M的取值为2的幂次。

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6.2.3 三元码

三元码：用信号幅度的三种取值表示二 进制码，三种幅度的取值为：+A、0、A。或记作+1、0、-1。


这种方法并不是表示由二进制转换到三进制， 信息的参量取值仍然为两个，所以三元码又 称为准三元码或伪三元码。 三元码种类很多，被广泛地用作脉冲编码调 制的线路传输码型。
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1. 传号交替反转码（ AMI码）

特点：该码不会出现多于4个连码的情况。 这个性质可用于检错。
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7. 密勒码（延迟调制）


数字双相码的上升沿正好对应于密勒码 的下跳沿。密勒码实际上是双相码的差 分形式。 密勒码最初用于气象卫星和磁记录，现 也用于低速基带数传机。
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8. 传号反转码（ CMI码）

Coded Mark Inversion 码型：
4
基带信号


频带分布在低频段（通常包含直流）且 未经过调制的信号 模拟基带信号：

未经过调制的模拟信号

数字基带信号：

数字信息的电脉冲信号
5
数字信号的传输

基带传输 频带传输（调制传输）
6
6.2 数字基带信号的码型

6.2.1 码型及码型变换 6.2.2 二元码 6.2.3 三元码 6.2.4 多元码
0 .5
1 .0
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40
HDB3码的应用

HDB3码是应用最广泛的码型，四次群以 下的A律PCM终端设备的接口码型均为 HDB3码。
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3. BNZS码（ N连0取代双极性码）

该码可看作为AMI码的另一种改进型 码型：

连“0”数<N时，服从传号极性交替规律， 连“0”数>=N时，用带有破坏点的取代节来替代。

要求：B脉冲和V脉冲都符合极性交替的规 则
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HDB3 码编制实例
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1
0
0
1
0
0
0
0
1
1
0
0
0 0